Condensateur
Guide des condensateurs
Rapport technique : Evolving Capacitors Multilayer Ceramic Capacitors, Part 2 : Technology (part 2/2)
Cet article est la suite de "Évolution des condensateurs : Les condensateurs céramiques multicouches, partie 2-Technologie (partie 1/2)".
Veuillez lire d'abord la "partie 1/2" pour avoir une vue d'ensemble.
Tenir compte des caractéristiques de température et de tension continue
Outre leurs nombreux avantages, les condensateurs céramiques multicouches présentent deux inconvénients majeurs.
Tout d'abord, ils présentent de mauvaises caractéristiques en matière de température. Plus précisément, la capacité électrostatique varie considérablement avec les changements de température. La capacité d'un condensateur électrolytique en aluminium varie d'environ ±15 % dans une plage de températures allant de -55 à +125°C. En revanche, la capacité d'un condensateur céramique multicouche varie fortement dans une fourchette de +30 à -80% selon le modèle (par exemple, les produits de type F). Par conséquent, si les condensateurs céramiques multicouches doivent être utilisés dans des dispositifs électroniques pour l'intérieur des voitures ou d'autres endroits où la température devient très élevée, ou dans des dispositifs électroniques utilisés dans des zones froides telles que les stations de ski, il convient de choisir des condensateurs dont la capacité varie peu, tels que les produits de type B, lors de la conception du circuit électronique.
Il convient toutefois de noter que l'inconvénient des mauvaises caractéristiques de température ne s'applique qu'aux condensateurs céramiques multicouches à constante diélectrique élevée (classe 2) qui utilisent du titanate de baryum (BaTiO3) comme matériau diélectrique. Les condensateurs céramiques multicouches de la classe 1 qui utilisent de l'oxyde de titane (TiO2) ont un faible coefficient de capacité en température de ±60 ppm/°C au maximum dans la plage de température de -55 à +125°C. Cependant, un condensateur céramique multicouche à base de TiO2 à haute capacité n'a pas encore été commercialisé car l'oxyde de titane a une faible constante diélectrique relative.
Deuxièmement, les condensateurs céramiques multicouches ont des caractéristiques de tension continue (caractéristique de polarisation continue). Les caractéristiques de tension continue font référence au phénomène selon lequel la capacité électrostatique effective diminue lorsqu'une tension continue est appliquée à un condensateur céramique multicouche (Fig. 3).
Les condensateurs céramiques multicouches présentent une caractéristique selon laquelle la capacité électrostatique effective diminue lorsqu'une tension continue est appliquée. Cette caractéristique est également connue sous le nom de caractéristique de polarisation en courant continu.
Par exemple, lorsqu'une tension continue de 4 V est appliquée à un condensateur céramique multicouche ayant une tension nominale de 6,3 V et une capacité de 100 μF, la capacité est réduite d'environ 20 % dans le cas d'un produit de type B, ou d'environ 80 % dans le cas d'un produit de type F. Ce phénomène ne se produit pas dans les condensateurs électrolytiques en aluminium et en tantale.
Par conséquent, lors de la sélection d'un condensateur céramique multicouche, la composante de tension continue de la ligne de signal à laquelle le condensateur est appliqué doit être mesurée à l'avance afin de déterminer le degré de réduction de la capacité effective. (Voir l'article séparé "JEITA Standardization Notation in View of DC Bias Characteristic"). Toutefois, les puces semi-conductrices fabriquées à l'aide d'une technologie de microfabrication avancée ont une alimentation assez faible. Récemment, les puces qui fonctionnent à environ 1,0 V ne sont pas rares et, par conséquent, le problème des caractéristiques de tension continue n'est pas si important dans les circuits alimentés à basse tension.
Le problème lié aux caractéristiques de la tension continue ne se pose que pour les produits de la classe 2. En effet, le titanate de baryum utilisé dans les produits de cette classe est un matériau ferroélectrique. Par conséquent, les produits de la classe 1 qui utilisent de l'oxyde de titane, qui est un matériau paraélectrique, ne sont pas concernés par ce problème.
*Les noms de sociétés et de produits indiqués sont des marques commerciales ou des marques déposées de chaque société.
* Le contenu de cet article figurant dans le numéro de février à mars 2010 de "Tech On !" de Nikkei Business Publications, Inc. a été restructuré.
* Pour plus de détails sur les condensateurs céramiques multicouches de Murata Manufacturing, veuillez vous référer à ce qui suit :
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